Составление структурной схемы РПДУ и обоснование тактико-технических требований, страница 4

Остановимся на умножителе с заданными входной частотой fВХуч3, равной 360 МГц, кратностью умножения N, равной 5, и выходной мощностью, равной 1,71 Вт. КПД идеального варакторного умножителя равен 1. Так как N=5, примем значение КПД второго УЧ ηуч3=0,4.

Варактор следует выбирать, исходя из следующих соотношений:

fpmax>>5*fВХуч3, то есть  fpmax>>5*360=1800 МГц,

РРАСmax>РРАС=РВЫХуч3*(ηуч3¹)=1,71*(0,4¹)=2,57 Вт.

Варактор 2А609А-5 является наиболее подходящим по параметрам.

Таблица 3 – Параметры варактора 2А609А-5

Считая, что КПД варакторного умножителя частоты на 5 равен 0,4, можно рассчитать мощность на входе второго умножителя. Мощность РВХуч3, Вт вычисляют по формуле:

РВХуч3 = РВЫХуч3/ηуч3                                      (10)

РВХуч3 = 1,71/0,4 = 4,275

Как видим, мощность на входе второго УЧ все еще велика, поэтому включим еще один каскад УМ между двумя варакторными УЧ. Но прежде с учетом потерь в согласующей цепи (коэффициент передачи равен 0,8) определим мощность на выходе этого УМ. Мощность РВЫХум3, Вт на выходе третьего каскада УМ вычисляют по формуле:

РВЫХум3 = РВХуч3/Ксц                                      (11)

РВЫХум3 = 4,275/0,8 = 5,34

Такую мощность на 360 МГц могут обеспечить транзисторы КТ904А, КТ913Б, КТ919А. Однако следует иметь в виду, что мощные транзисторы СВЧ не рекомендуется применять на частотах ниже (0,2…0,3)fгр. Это связано со снижением их надежности на более низких частотах, повышением вероятности самовозбуждения. Поэтому транзистор КТ919А, для которого нижняя рабочая частота составляет 700 МГц, не подходит. С другой стороны, нецелесообразно выбирать транзисторы с минимальным усилением: потребуется много каскадов. КПД передатчика будет низок. Поэтому откажемся от транзистора КТ904А, для которого на 360 МГц Кр≈3,2(400/360)²=3,95, а с учетом ηцс снижается до 3,15. Выберем транзистор КТ913Б, поскольку на 360 МГц он обеспечивает максимальное усиление.

Таблица 4 – Параметры транзистора КТ913Б   

По формуле 4 легко определить коэффициент усиления данного прибора:

Кум3 = (1200/360)² * 3 = 33,3

Мощность на входе третьего УМ вычисляют по формуле:

РВХум3 = РВЫХум3/Кум3                                     (12)

РВХум3 = 5,34/33,3 = 0,16

Как уже говорилось ранее, КПД цепей межкаскадной связи в усилителях СВЧ удается получить 0,7…0,85. Примем ηцс=0,8 и посчитаем энергетические показатели второго УЧ. Мощность РВЫХуч2, Вт на выходе второго УЧ вычисляют по формуле:

РВЫХуч2 = РВХум3/ηцс                                       (13)

РВЫХуч2 = 0,16/0,8 = 0,2

Исходными данными для второго варакторного УЧ являются выходная мощность РВЫХуч2, входная частота fВХуч2, кратность умножения n. Для него также характерно выполнение неравенств

fpmax>>5*fВХуч2, то есть  fpmax>>5*75=360 МГц,

РРАСmax>РРАС=РВЫХуч2*(ηуч2¹)=0,2*(0,4¹)=0,5 Вт.

Подходящий прибор- варактор  2А602А.

Таблица 5 – Параметры варактора 2А602А